Фриц Цвики.
Цвики, наблюдая за рядом галактик в скоплении Кома, сделал вывод, что в галактиках явно не достает массы (видимой массы). При текущих характеристиках, с учетом количества звезд, межзвездной пыли и остальных составляющих галактик, галактика попросту должна была разлететься на части. Недоставало материи для удержания объектов на своих орбитах, при чем недостаток был очень большой, галактика должна весить в десятки раз больше, чтобы удержать все на своем месте, что позднее и подтвердили и другие астрономы.
Особый интерес наблюдений вызвала галактика Андромеды (ближайшая к нам галактика). Скорость вращения звезд в галактике вокруг центра, как предполагалось ранее, должна быть подобна орбитам планет в солнечных системах. Т.е. чем дальше планета находиться от звезды (солнца в данном случае), тем меньше ее орбитальная скорость (тем медленнее она вращается вокруг солнца). Для нашей системы идет такой порядок: Меркурий делает полный оборот вокруг звезды за 59 суток, Венера - 225, Земля - 365, Марс - 687, Юпитер - 12 лет, Сатурн -29,5 лет, Уран- 42 года и Нептун - наш рекордсмен с длительностью года в 165 земных лет (вроде ничего не напутал). Ну, и скорость движения равна 47-35-30-24-13-9,7-7-5,4 км/с соответственно для каждой планеты. Закономерность ясна, чем дальше планета, тем медленнее она движется. Так же думали и о движении звезд в галактике. Все конечно же оказалось немного иначе. Как показали наблюдения, за той же Андромедой, а позднее подтвердилось и в других галактиках, скорость звезд является относительно одинаковой величиной.
Если на минутку откинуть "знания" о темной материи, то при таких скоростях звезды должны были разлететься в разные стороны, но что-то их держит, и что именно мы (т.е. ученые) не знают. Да-да мы не знаем, что это. Именно поэтому мы и назвали эту "субстанцию" темной, а точнее темной материей. Она не поддается никаким (известным нам) способам обнаружения или детектирования. Она не излучает энергию, ее нельзя потрогать или увидеть, но факт ее наличия неоспорим. Там есть что-то, вопрос только что же именно.
Да, мы ее не видим, не чувствуем ее, однако, есть способ подтверждения ее наличия.
Гравитационное линзирование.
Только звучит страшно, на самом деле все просто... почти. Гравитационная линза- попросту говоря: соберите вместе огромное количество массы и оно искривит пространство (пространство-время). Дело в том, что чем массивнее тот или иной объект тем сильнее он искажает пространство-время. А как мы знаем: мы видим благодаря свету или отраженному свету. Такие массивные объекты как галактики достаточно массивны чтобы сильно искривить пространство, что позволяет нам видеть объекты, лежащие за ней. Можно провести аналогию: представим некое открытое пространство, например, поле или луг, построим кирпичную стену метров 5х5 и положим за стену, на некотором расстоянии (пускай в 10 метрах по центру) предмет (мяч футбольный). Сами встанет с противоположной стороны на таком же расстоянии. Как бы вы не крутили головой и не наклонялись (сходить с места нельзя) мячик вы вряд ли увидите. Если мы увеличим массу стены в сотни миллионов раз, она начнет искажать пространство. И свет (отражение света) от мячика идущий в нашу сторону начнет огибать эту стену следуя искажению пространства, тем самым давая нам его увидеть. И чем массы стены будет больше, тем больше будет искажение пространства-времени. Это был всего лишь пример, очень абстрактный не стоит его воспринимать всерьез. Но суть гравитационного линзирования именно такая. Сверхмассивные объекты достаточно сильно искажают пространство-время, что и дает нам видеть объекты, находящиеся за ними.
Примерно вот так это выглядит:
Еще один пример Крест Эйнштейна и— гравитационно-линзированное изображение квазара, который располагается по оси зрения за галактикой ZW 2237+030. Это учетверённое (один и тот же объект виден четыре раза) изображение образует крест с галактикой-линзой в центре, поэтому его назвали Крест Эйнштейна, в честь создателя Общей теории относительности, которая позволила предсказать и объяснить явление гравитационных линз.
Крест Эйнштейна можно обнаружить в созвездии Пегаса. Однако для визуального наблюдения необходим телескоп с диаметром объектива не менее полуметра.
К чему все это было. Как выяснилось пространство искажают не только видимые объекты, но и не видимые, по сути "пустое" пространство - т.е. мы не знаем что именно, а этому "не знаем" мы дали имя - темная материя. Есть наблюдения подтверждающие эту гипотезу.
Что же такое темная материя, мы пока так и не выяснили, вариантов и теорий предостаточно: от первичных черных дыр до материи из параллельных вселенных, их там с десяток не меньше. Наиболее правдоподобная - Барионная теория.
Барионная теория.
Она гласит о том, что тёмная материя состоит из обычного, барионного вещества (материя, состоящая из нейтронов, протонов и электронов. То есть, привычная форма материи, вещество), по каким-либо причинам слабо взаимодействующего электромагнитным образом и потому не обнаружимого при исследовании. В состав тёмного вещества могут входить многие уже обнаруженные космические объекты, как-то: тёмные галактические гало, коричневые карлики и массивные планеты, белые карлики, чёрные карлики — они же остывшие белые карлики, нейтронные звёзды, чёрные дыры.
В итоге мы имеем вот такой состав вселенной:
Как видим основная часть это темная энергия (о ней будет в другой статье), на втором месте темная материя, ну и 4% это то что мы можем увидеть, при помощи специальных фильтров, визоров, телескопов или просто глазами.
Надеюсь, кому-то было полезно и познавательно.
Понравился материал? поставьте лайк- вам нетрудно, а мне приятно, так я буду понимать, что материал интересен и делать больше подобных выпусков.
Больше интересного в других статьях.
Подписка - плюсик в вашу карму.
